在現(xiàn)代科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中,液體中的溶解氣體往往會帶來諸多困擾。無論是影響化學反應的準確性、干擾生物樣品的活性,還是降低工業(yè)產(chǎn)品的質量,溶解氣體的存在都是一個不容忽視的難題。膜脫氣儀作為一種高效、精密的除氣設備,正成為實驗室研發(fā)和制造領域中的關鍵工具。
膜脫氣儀的核心技術在于其采用的中空纖維膜組件。這種由特殊高分子材料制成的微孔薄膜,具有“疏水透氣”特性。當待處理的液體流經(jīng)中空纖維膜的外側或內(nèi)側時,液體本身由于膜的疏水性而被阻擋在膜的一側,而溶解在液體中的小分子氣體(如氧氣、二氧化碳、氮氣等)則能通過膜的微孔擴散至另一側。 為了加速氣體的脫除過程,膜脫氣儀通常會向膜的另一側施加一個真空環(huán)境或一股惰性氣體吹掃流。根據(jù)亨利定律,氣體在液體中的溶解度與其分壓成正比。通過在膜外側創(chuàng)造一個極低的氣體分壓環(huán)境,溶解在液體中的氣體便會迅速穿過膜孔,被真空泵抽走或被惰性氣流帶走,從而實現(xiàn)高效、脫氣。整個過程是一個純粹的物理分離過程,不涉及任何化學反應,因此不會改變液體的化學成分和pH值,確保了樣品的原始特性不受影響。
膜脫氣儀的應用范圍極其廣泛,幾乎涵蓋了所有對液體純度有高要求的領域。
在生命科學領域,膜脫氣儀是高效液相色譜儀的“黃金搭檔”。流動相中的氣泡會導致基線噪音增大、保留時間漂移、泵壓力不穩(wěn),嚴重影響分析結果的準確性和重現(xiàn)性。通過使用膜脫氣儀對流動相進行在線或離線脫氣,可以消除氣泡干擾,確保色譜分析的穩(wěn)定性和高靈敏度。此外,在細胞培養(yǎng)、蛋白質純化等實驗中,溶解氧的濃度對細胞活性和蛋白質結構至關重要,膜脫氣儀能夠精確控制培養(yǎng)基或緩沖液中的溶氧水平,為實驗提供可靠保障。
在分析化學領域,電化學分析(如極譜法、伏安法)對溶液中的氧含量極為敏感,微量氧的存在會產(chǎn)生巨大的背景電流,干擾目標信號的檢測。膜脫氣儀能有效去除溶液中的氧,是進行痕量物質檢測的前處理設備。
在工業(yè)生產(chǎn)中,膜脫氣儀同樣扮演著重要角色。在半導體行業(yè),高純度的化學試劑和超純水是芯片制造的基礎,溶解的氣體會導致在晶圓表面形成缺陷,膜脫氣儀確保了工藝液體的純凈。在飲料行業(yè),通過精確控制二氧化碳的含量,可以生產(chǎn)出口感均一的碳酸飲料。在鍋爐和冷卻水系統(tǒng)中,去除溶解氧可以有效防止金屬腐蝕,延長設備使用壽命。